Сплав на основе твердого раствора карбида молибдена в никеле

Сплав на основе твердого раствора карбида молибдена в никеле

Реферат

 

Сплав предназначен для наплавки седел и штоков запорной арматуры, применяемой в производстве фторсодержащих соединений. Сплав содержит, мас.%: карбид молибдена - 1,0 - 3,0, твердый раствор карбида молибдена в никеле с содержанием 0,2 - 5,0% карбида молибдена - остальное. Свойства сплава: твердость - 2350 - 3750 МПа, коррозионная стойкость (ток коррозии) (2,1-2,7)10^-5A/см². 1 табл.

Изобретение относится к области металлургии и предназначено для наплавки седел и штоков запорной арматуры, применяемой в производсте фторсодержащих соединений. Цель изобретения повышение твердости сплава и его коррозионной стойкости во фторсодержащей среде. Указанная цель достигается тем, что сплав в виде твердого раствора карбида молибдена в никеле дополнительно содержит карбид молибдена при следующем соотношении ингредиентов, мас. Карбид молибдена 1,0-3,0 Твердый раствор карбида молибдена в никеле Остальное при этом твердый раствор карбида молибдена в никеле содержит 0,2-5,0% карбида молибдена. При содержании в сплаве и твердом растворе карбида молибдена в никеле карбида молибдена в вышеуказанных пределах его двухфазная структура (дисперсные равномерно распределенные в сплаве частицы карбида молибдена и твердый раствор карбида молибдена в никеле) имеет повышенные твердость и коррозионные стойкость во фторсодержащей среде. Как показали проведенные исследования при содержании карбида молибдена в сплаве и твердом растворе карбида молибдена в никеле менее 1,0 и 0,2% соответственно твердость сплава практически не отличаются от аналогичных показателей сплава-прототипа. При содержании карбида молибдена в сплаве и твердом растворе карбида молибдена в никеле более 3,0 и 5,0% соответственно в сплаве образуются волосовидные трещины, которые могут явиться источником развития ножевой, язвенной и межкристаллитной коррозии. При отработке предлагаемого сплава были опробованы составы с содержанием карбида молибдена в них и твердом растворе карбида молибдена в никеле в количествах, соответствующих как граничным значениям его, приведенным в формуле изобретения, так и средним значениям и значениям, выходящим за заявляемые пределы. Сплав получали лазерной имплантацией (наплавкой) карбида молибдена в поверхностный слой никеля марки НП-2, для чего на поверхности никелевых образцов размером 10х10х25 мм наносили композиционное электролитическое покрытие (КЭП) с дисперсным наполнителем (карбид молибдена). При нанесении КЭП образцы помещали в электролит следующего состава, г/л: NiSО₄ 170; NiCl₂ 35; Na₂SО₄ 70; борная кислота 30; карбид молибдена 10. Режим процесса: Т электролита 53-55^оС; плотность тока (i_k)=2,5-7,5 А/дм². В качестве анода использовали никель марки НПА-2. Перемешивание раствора постоянно осуществляли с помощью магнитной мешалки ММ-3М. Предварительная обработка образцов перед покрытием включала: химическое обезжиривание в венской извести; химическое активирование в смеси кислот Н₂SО₄ и НСR (50:50). Имплантирование производили технологической лазерной установкой "Квант-15" при мощности излучения 4-12 Дж, положении фокусного пятна относительно поверхности пластины на расстоянии 4-12 мм, перекрытии полос при имплантации по площади 100-200 мкм. Фазовый состав полученного сплава (наплавленного слоя на поверхности никелевой пластины) излучали с помощью рентгеновского дифрактометра "Дрон-2" в кобальтовом монохроматизированном K -излучении. Металлографические исследования проводили на оптических металлографических микроскопах типа МИМ и на растровом электронном микроскопе РЭМ-100У. Рентгеноспектральный микроанализ проводили на всеволновом дисперсионном анализаторе спектра рентгеновского излучения ВДАР-1 и на сканирующем электронном микроскопе. Измерение микротвердости сплава проводили на приборе ПМТ-2 при нагрузке 50 г с шагом измерений 30 мкм. Проведенные исследования показали существование имплантированного карбида молибдена в никеле со значительным перенасыщением твердого раствора карбида молибдена в никеле карбидом молибдена. Коррозионную стойкость сплава проверили электрохимически в 0,1 М растворе плавиковой кислоты на потенциометре ПИ-50-11,1 с программатором ПР-8 и потенциометром ПДПП-002 методом линейной поляризации. В нижеследующей таблице приведены составы предлагаемого сплава, сплава-прототипа и данные по влиянию карбида молибдена на твердость сплава, на его коррозионную стойкость в 0,1 М растворе плавиковой кислоты и характеристика микроструктуры сплава. Как видно из таблицы, наибольшие показатели твердости сплав имеет при соответствии его заявляемым пределам по содержанию карбида молибдена в нем и твердом растворе карбида молибдена в никеле (составы 1-3). При содержании карбида молибдена в сплаве и твердом растворе карбида молибдена в никеле ниже заявляемых пределов (состав 4) его твердость практически не отличается от аналогичных показателей сплава-прототипа. При содержании карбида молибдена в сплаве и твердом растворе карбида молибдена в никеле выше заявляемых пределов (состав 5) в сплаве наблюдаются выходящие на поверхность волосовидные трещины, которые могут служить причиной язвенной, ножевой и межкристаллитной коррозии. Предлагаемый сплав по сравнению со сплавом-прототипом, благодаря равномерно распределенным в нем дисперсным частицам карбида молибдена и перенасыщенному карбидом молибдена твердому раствору карбида молибдена в никеле, имеет значительно большие твердость (1,1-1,8 раза) и коррозионную стойкость во фторсодержащей среде ( на 30-40%), что позволяет использовать его для наплавки рабочих поверхностей седел и штоков запорной арматуры установок производства фторсодержащих соединений и повысить их стойкость и, соответственно, срок службы запорной арматуры.

Формула изобретения

СПЛАВ НА ОСНОВЕ ТВЕРДОГО РАСТВОРА КАРБИДА МОЛИБДЕНА В НИКЕЛЕ, отличающийся тем, что, с целью повышения твердости и коррозионной стойкости во фторсодержащей среде, твердый раствор карбида молибдена в никеле содержит 0,2 5,0% карбида молибдена, а сплав дополнительно содержит карбид молибдена при следующем соотношении компонентов, мас. Карбид молибдена 1,0 3,0 Твердый раствор карбида молибдена в никеле Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 29-2000

Извещение опубликовано: 20.10.2000